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バイオソフトマテリアルの動的局所変形を捉える放射光位相差ダイナミックCTの確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K19926
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関徳島大学

研究代表者

松本 健志  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (30249560)

研究分担者 大澤 恭子  近畿大学, 生物理工学部, 助教 (30638193)
長谷 栄治  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (50805512)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード生体軟組織 / 粘弾性 / 位相CT / 動的変形 / 線維構造 / ダイナミック位相CT / モアレ縞 / 単色放射光 / 関節軟骨 / バイオソフトマテリアル / ダイナミックCT / バイオメカニクス / 放射光
研究成果の概要

荷重負荷に対する生体のしなやかな応答は,血管,筋,関節軟骨などの軟組織が有する粘弾性によるところが大きく,その機能解明には動的試験による挙動解析が求められる.一方,生体軟組織は空間的不均質性を有し,マイクロダメージを起点とする疾患も少なくないことから,局所的な挙動を解析することの意義は大きい.本研究では,生体軟組織の時系列X線位相イメージングによって,反復的な局所変形の解析を可能とする“X線位相差ダイナミックCT”を確立した.これを動的負荷試験下の関節軟骨および血管試料の撮像に応用した結果,線維構造のをマーカーとした局所挙動解析の可能性が示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

大動脈の解離や瘤の形成・破裂,軟骨の欠落・剥離など,生体軟組織の機能破綻には日常の力学的な負荷(血圧や運動時の衝撃など)に対する軟組織の変形機能が深く関わっている.重篤な病態の発症に先行する組織内の局所的な変形機能の異常とこれを起点とする発症メカニズムを明らかにすることは,QOLを脅かす病態の進行予測や発症の予防に役立つ.本研究で確立した手法による軟組織挙動の計測によって,軟組織疾患の発症メカニズムの解明に資する意義のある情報の提供が期待できる.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] X線位相差CTによる関節軟骨のダイナミック3Dイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      河野周作、武田知朗、松本健志
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 119 ページ: 39-41

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 関節軟骨変形解析のためのX線位相差ダイナミックCT2020

    • 著者名/発表者名
      河野周作、大澤恭子、星野真人、松本健志
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 関節軟骨の機能解析を目的としたX線位相差CTによるダイナミック3Dイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      河野周作、武田知朗、大澤恭子、松本健志
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic 3D imaging of articular cartilage under repetitive compression measured by phase-contrast X-ray CT2019

    • 著者名/発表者名
      Takako Osawa, Tatsuhiro Aoki, Tomoya Konishi, Shinji Tatsumi, Masato, Hoshino, Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      ICBME2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線位相差ダイナミック CTによる関節軟骨変形解析2019

    • 著者名/発表者名
      河野周作、大澤恭子、星野真人、松本健志
    • 学会等名
      第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し圧縮を受ける関節軟骨組織のX 線位相差ダイナミックCT観察2018

    • 著者名/発表者名
      大澤 恭子
    • 学会等名
      第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タイトル Development of a novel method for evaluation of articular cartilage function based on local tissue deformation using dynamic phase contrast X-ray CT2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      SPring-8 Web公開成果報告(https://user.spring8.or.jp/apps/experimentreport/detail/23914/ja)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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